Vědci objevili přesvědčivé důkazy o starověkém mikrobiálním životě z doby před 3,51 miliardami let pomocí pokročilých technik strojového učení k analýze chemických podpisů uchovaných v některých z nejstarších hornin Země. Tento průlom překonává klíčový problém v paleontologii: extrémní degradaci organického materiálu v geologickém časovém měřítku.
Problém starověkých biologických podpisů
Po desetiletí se výzkumníci snažili porozumět nejranějším formám života na Zemi, přičemž se z velké části spoléhali na fosilie – mikroskopické buňky, vlákna a mineralizované struktury, jako jsou stromatolity. Tyto záznamy jsou však vzácné a neúplné. Zemská kůra drtí, zahřívá a láme prastaré horniny, čímž ničí většinu stop raného života.
Avšak i při absenci fosilií za sebou život zanechává chemické ozvěny v podobě fragmentovaných biomolekul. Tyto stopy jsou často příliš malé a příliš obecné na to, aby je bylo možné identifikovat – až dosud.
Strojové učení přichází na pomoc
Výzkumný tým vedený vědci z Carnegie Institution a Michigan State University použil nový přístup: chemickou analýzu s vysokým rozlišením v kombinaci s kontrolovaným strojovým učením. Vycvičili systém umělé inteligence, aby rozpoznal chemické otisky prstů zanechané životem ve 406 různých vzorcích, včetně starověkých hornin, moderního biologického materiálu, meteoritů a syntetických sloučenin.
Model AI rozlišoval mezi biologickými a nebiologickými materiály s více než 90% přesností a odhaloval jasné důkazy o fotosyntetickém životě v horninách z Jižní Afriky a Kanady z doby před 2,52 miliardami let. Důležité je, že také identifikovala biogenní molekulární uspořádání v ještě starších horninách z Indie, Jižní Afriky a Austrálie – pocházející z doby před 3,51 miliardami let.
Co to znamená?
Tato zjištění potvrzují, že život existoval v historii Země mnohem dříve, než se dříve myslelo. Zvláště významný je vznik fotosyntézy, procesu, který přeměňuje sluneční světlo na energii. Vysvětluje, jak zemská atmosféra postupně bohatla na kyslík, čímž se otevřela cesta k vývoji složitého života.
“Starověký život zanechává více než fosilie, zanechává chemické ozvěny,” řekl Dr. Robert Hazen, hlavní autor studie. “Pomocí strojového učení můžeme nyní poprvé spolehlivě interpretovat tyto ozvěny.”
Tato nová technika nabízí mocný nástroj pro astrobiologii, který vede hledání života na jiných planetách tím, že umožňuje vědcům detekovat slabé stopy biologické aktivity v cizích prostředích. Tým plánuje otestovat metodu na vzorcích anoxygenních fotosyntetických bakterií, které mohou připomínat mimozemské formy života.
Schopnost interpretovat degradovaná chemická data otevírá vzrušující nové možnosti pro pochopení rané biosféry Země a potenciálu života mimo naši planetu.
